(Originais Teachy 2023) - Questão Difícil de Física

Considere uma usina termelétrica que gera eletricidade a partir da queima de carvão mineral, processo que envolve a combustão do carvão em um forno para aquecer a água e produzir vapor, que em seguida aciona turbinas ligadas a geradores. O carvão mineral é uma fonte não renovável de energia e seu uso está associado a impactos ambientais. Um dos principais parâmetros para avaliar o desempenho de uma usina termelétrica é o seu rendimento, que é a razão entre a energia elétrica gerada e a energia liberada pela queima do carvão. Considere que, em um determinado ciclo de operação, a usina libera 8,5 x 10^12 J de energia elétrica e que a energia liberada pela queima do carvão, que pode ser calculada a partir da energia de combustão do carvão, é de 3,6 x 10^13 J. Com base nessas informações: 1. Calcule o rendimento dessa usina termelétrica no ciclo considerado. 2. Discuta, com base nos conceitos de conservação de energia e eficiência energética, como a escolha de fontes de energia para a geração de eletricidade pode impactar o meio ambiente e a sustentabilidade do planeta, e qual seria a alternativa de energia mais sustentável considerando apenas os aspectos energéticos, desconsiderando fatores econômicos e políticos.